基于Cortex-M3內(nèi)核處理器的嵌入式Web服務(wù)器設(shè)計(jì)

　　為減少PCB板面積和布線復(fù)雜性，考慮到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率要求不高，選擇SPI接口作為STM32F103RB和W5100的連接方式。STM32F103RB、W5100和RJ45接口構(gòu)成一個(gè)典型的嵌入式Web服務(wù)器。

　　作為一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，本設(shè)計(jì)利用STM32F103RB的片上ADC和GPIO，將服務(wù)器與LED和壓力傳感器相連，一旦服務(wù)器接收到來自瀏覽器端的連接請求，服務(wù)器將及時(shí)響應(yīng)，將當(dāng)前的壓力參數(shù)、LED狀態(tài)和溫度等信息嵌入到Web頁面并發(fā)布到網(wǎng)上，這樣現(xiàn)場的各種信息就呈現(xiàn)在瀏覽器。此外，用戶通過網(wǎng)頁上的控制按鈕可以遠(yuǎn)程控制LED狀態(tài)，操作結(jié)果能及時(shí)反饋在網(wǎng)頁上。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　圖2為嵌入式Web服務(wù)器的簡化電路圖，主要顯示了構(gòu)成服務(wù)器的三個(gè)核心器件的連接方式。RJ45接口是帶有網(wǎng)絡(luò)變壓器的物理層接口。在W5100中，通過將SEN引腳經(jīng)10KΩ電阻上拉到高電平以使能其處于SPI從模式。CS為片選，MISO和MOSI為兩條數(shù)據(jù)傳輸線。W5100的SPI工作時(shí)鐘由處于主模式的STM32F103RB提供。為方便STM32F103RB判斷W5100的工作狀態(tài)，必須將W5100的中斷引腳INT與STM32F103RB的外部中斷線相連接。W5100的第5、6、8和9引腳是PHY信號(hào)線，用于與RJ45接口相連接。除電源相關(guān)引腳外，W5100的其它引腳可以選擇置空。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　主程序

　　主程序流程圖如圖3所示。

　　當(dāng)程序開始啟動(dòng)時(shí)，程序首先初始化STM32和W5100，配置STM32工作在SPI主模式，而W5100工作在從模式，啟動(dòng)STM32的A/D和片上的溫度傳感器，配置W5100工作于TCP服務(wù)器模式，在TCP服務(wù)器模式下，端口的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖4所示。

　　在使用內(nèi)部溫度傳感器時(shí)要注意：溫度傳感器在從調(diào)電模式喚醒后到它能以正常水平輸出采樣電壓前有一段建立時(shí)間;ADC喚醒后同樣需要一段建立時(shí)間，為使延遲最小，ADON位(用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換)和TSVREFE位(用于將溫度傳感器從調(diào)電模式中喚醒)應(yīng)該同時(shí)置位。另外，對(duì)溫度傳感器的采樣時(shí)間要大于2.2mS。

　　接下來是一個(gè)無限循環(huán)體，程序開始不斷檢查外部中斷狀態(tài)標(biāo)志(WInterFlag)和Socket接收數(shù)據(jù)狀態(tài)標(biāo)志(SockRecvFlag)是否改變，同時(shí)開始處理A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，以保證服務(wù)器在產(chǎn)生網(wǎng)頁時(shí)能得到當(dāng)前的各種數(shù)據(jù)。